（10分）某同學(xué)利用透明直尺和光電計(jì)時(shí)器來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)的簡易示意圖如圖甲所示，當(dāng)有不透光物體從光電門間通過時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間。光電門傳感器可測的最短時(shí)間為0.01ms。將擋光效果較好的黑色磁帶（寬度為d）貼在透明直尺上，從一定高度由靜止釋放，并使其豎直通過光電門。某同學(xué)測得各段黑色磁帶通過光電門的時(shí)間△ti與圖中所示的高度差△hi，并將部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行了處理，結(jié)果如下表所示。（取g＝9.8 m/s2，注：表格中M為直尺質(zhì)量）


次數(shù)
?ti（10-3s）
 (m·s-1)

?hi（m）
Mg?hi
1
1.56
2.85
 
 
 
2
1.46
3.05
0.59M
0.06
0.59M
3
1.37
3.25
1.22M
0.13
1.23M
4
1.30
3.42
1.79M
0.18
1.80 M
5
1.25
3.55
2.25M
0.23
2.26M
（1）從表格中數(shù)據(jù)可知，直尺上磁帶通過光電門的瞬時(shí)速度是利用求出的，請你簡要分析該同學(xué)這樣做的理由是：                                   。
（2）該同學(xué)用20等分的游標(biāo)卡尺測量出黑色磁帶的寬度，其示數(shù)如圖乙所示，則d =_______mm。
（3）根據(jù)該實(shí)驗(yàn)表格數(shù)據(jù)，請?jiān)诖痤}紙上繪出圖像，由圖像可得出結(jié)論：                   

（1）瞬時(shí)速度等于極短時(shí)間或極短位移內(nèi)的平均速度  (2分)（2）  4.45mm  （2分）
（3）在誤差允許范圍內(nèi)，直尺在下落過程中機(jī)械能守恒（2分）

解析試題分析：（1）寬度為d的黑色磁帶位移極短，速度變化量小，平均速度接近于瞬時(shí)速度（2）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)分兩部分，一部分是游標(biāo)尺零刻度線左側(cè)讀出主尺上毫米的整數(shù)部分即，另一部分是游標(biāo)尺與主尺對齊的第條刻度線乘以精確度即，最終讀數(shù)為（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制圖如下。根據(jù)圖像可見增加的動(dòng)能等于減少的重力勢能，所以機(jī)械能守恒。

考點(diǎn)：游標(biāo)卡尺 光電門的使用 驗(yàn)證機(jī)械能守恒

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了能夠較準(zhǔn)確地測出加速度，將你認(rèn)為正確的選項(xiàng)前面的字母填在橫線上：______________________

A．把附有滑輪的長木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面
B．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路
C．再把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼
D．把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把它的一端固定在小車的后面
E．把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通直流電源后，放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源，換上新紙帶，重復(fù)三次
F．從三條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測量的地方找一個(gè)開始點(diǎn)，并把每打五個(gè)點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間單位．在選好的開始點(diǎn)下面記作0，往后第六個(gè)點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)1，依此標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)2、3、4、5、6，并測算出相鄰兩點(diǎn)間的距離
G．根據(jù)公式a1＝(x4－x1)/3T2，a2＝(x5－x2)/3T2，a3＝(x6－x3)/3T2及＝(a1＋a2＋a3)/3求出

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

（9分）現(xiàn)要測量某小量程電流表的內(nèi)阻，可選用的器材如下：
A．待測電流表A(量程10 mA，內(nèi)阻約5～8Ω)
B．電壓表V1(量程0.3 V，內(nèi)阻約3kΩ)
C．電壓表V2(量程3 V，內(nèi)阻約30kΩ)
D．滑動(dòng)變阻器R1(10Ω，0.2A)
E．滑動(dòng)變阻器R2(100Ω，0.1A)
F．標(biāo)準(zhǔn)電阻R0(R0=20Ω)
G．電源E(電動(dòng)勢3V，內(nèi)阻約1Ω)
H．開關(guān)S及導(dǎo)線若干。
要求：測量結(jié)果盡可能精確；能測多組數(shù)據(jù)且電流表、電壓表的示數(shù)能從零開始調(diào)節(jié)；所設(shè)計(jì)電路安全且便于操作。
(1)請同學(xué)們在虛線框內(nèi)將電路補(bǔ)充完整；

(2) 閉合電鍵S前應(yīng)先將滑動(dòng)變阻器R2的阻值置于         處（填“最大”或“最小”）；
(3)實(shí)驗(yàn)中測得一組數(shù)據(jù)：電壓表讀數(shù)U、電流表讀數(shù)I，則電流表A的內(nèi)阻可表示為RA＝_______，（用物理量表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

（5分）用如圖甲所示的 實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守 恒定律，質(zhì)量m =1OOg 的重物拖動(dòng)紙帶自由下 落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶 上打出一系列點(diǎn).如圖 乙所示為選取的一條符 合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶，O 點(diǎn)為打出的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為從合適位置 開始選取的三個(gè)連續(xù)的點(diǎn)（其它點(diǎn)未畫出）.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一次點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?g=9.80m/s2.那么：

（1）根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點(diǎn)和______點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；
（2）從O點(diǎn)到所取點(diǎn)，鉤碼重力勢能減少量ΔEp=______J,動(dòng)能增加量ΔEk=______J;（結(jié)果取3位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

（8分）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)小組選擇如圖所示紙帶，紙帶上選取的連續(xù)三個(gè)點(diǎn)A、B、C，測出A點(diǎn)距起點(diǎn)O的距離為S0，A、B兩點(diǎn)間的距離為S1，B、C兩點(diǎn)間的距離為S2，交流電的周期為T，實(shí)驗(yàn)時(shí)：

（1）為了減少空氣阻力對實(shí)驗(yàn)的影響，自由落下的重錘密度要       （填“大”或“小”）一些．（2）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中測重錘的質(zhì)量               （填“要”或“不要”）．
（3）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí)，重錘的速度vB=                （用題中所給的字母表示）
（4）實(shí)驗(yàn)小組在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，以O(shè)為起點(diǎn)B為研究終點(diǎn)，計(jì)算結(jié)果是：重錘減小的重力勢能總是大于重錘增加的動(dòng)能．其原因主要是該實(shí)驗(yàn)中存在阻力作用，因此該組同學(xué)想到可以通過該實(shí)驗(yàn)測算平均阻力的大�。阎�(dāng)?shù)刂亓铀俣戎禐間，重錘的質(zhì)量為m，則該實(shí)驗(yàn)中存在的平均阻力大小f=            （結(jié)果用m，g，vB，S0，S1表示）．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：
①下列操作正確且必要的有______。
A. 用秒表測出重物下落的時(shí)間
B. 用天平稱出重物的質(zhì)量
C. 裝配好器材，接通電源，松開紙帶，讓重物自由下落
D. 在點(diǎn)跡清晰的紙帶上，沿重物下落的方向，依次取若干個(gè)連續(xù)的點(diǎn)并標(biāo)記，作為 測量點(diǎn)
②某小組的同學(xué)，用6V、50Hz的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一 條紙帶，如圖所示，0為重錘下落的起點(diǎn)，選取的測量點(diǎn)為A、 B、C、D、E， F，各測量點(diǎn)到O點(diǎn)的距離h已標(biāo)在測量點(diǎn)下面。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打C點(diǎn)時(shí)，重物下落的速度V0=______m/s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)；分別求出打其他各點(diǎn)時(shí)的速度v；作 v2—h關(guān)系圖像如圖所示，圖線是一條直線，則該實(shí)驗(yàn)______(選填“能”或“不能”）驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。


③該小組的同學(xué)利用在②中得到的V2-h關(guān)系圖像求本地的重力加速度。則g=______m/s2。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

（13分）某同學(xué)利用下述裝置對輕彈簧的彈性勢能進(jìn)行探究：一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連；彈簧處于原長時(shí)，小球恰好在桌邊緣，如圖（a）所示，向左推小球，使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放，小球離開桌面后落到水平地面，通過測量和計(jì)算，可得彈簧壓縮后的彈性勢能。回答下列問題：

（1）本實(shí)驗(yàn)中可以認(rèn)為，彈簧被壓縮后的彈性勢能與小球拋出時(shí)的動(dòng)能相等。已知重力加速度大小為.為求得，至少需要測量下列物理量中的（    ）（填正確答案的番號）

A．小球的質(zhì)量
B．小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離
C．桌面到地面的高度
D．彈簧的壓縮量
E．彈簧原長
（2）用所選取的測量量和已知量表示，得=____________.
（3）圖（b）中的直線是實(shí)驗(yàn)測得的圖線，從理論上可推出，如果不變，增加，圖線的斜率會(huì)________（填“增大”、“減小”或“不變”）；如果不變，增加，s—圖線的斜率會(huì)________（填“增大”、“減小”或“不變”）。由圖（b）中給出的直線關(guān)系和的表達(dá)式可知，與的________次方成正比。

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

（10分）待測電阻Rx的阻值約為20，現(xiàn)要測量其阻值，實(shí)驗(yàn)室提供器材如下：

A．電流表A1（量程150mA，內(nèi)阻約為10） 
B．電流表A2（量程20mA，內(nèi)阻r2＝30） 
C．電壓表V（量程15V，內(nèi)阻約為3000） 
D．定值電阻R0＝100 
E．滑動(dòng)變阻器R1，最大阻值為5，額定電流為1.0A
F．滑動(dòng)變阻器R2，最大阻值為50，額定電流為0.5A
G．電源E，電動(dòng)勢E＝4V（內(nèi)阻不計(jì)）
H．電鍵S及導(dǎo)線若干
（1）為了使電表調(diào)節(jié)范圍較大，測量準(zhǔn)確，測量時(shí)電表讀數(shù)不得小于其量程的，請從所給的器材中選擇合適的實(shí)驗(yàn)器材     _______________________（均用器材前對應(yīng)的序號字母填寫）；
（2）根據(jù)你選擇的實(shí)驗(yàn)器材，請你在虛線框內(nèi)畫出測量Rx的最佳實(shí)驗(yàn)電路圖并標(biāo)明元件符號；

（3）待測電阻的表達(dá)式為Rx＝________________，式中各符號的物理意義為_______________________。

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

圖甲是某物理小組驗(yàn)證系統(tǒng)的機(jī)械能是否守恒的實(shí)驗(yàn)裝置，一端帶有定滑輪的木板放置在水平桌面上，木板上有一小車，小車一端與穿過電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細(xì)線與鉤碼相連。開始時(shí)將木板固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的條件下，輕推小車使小車能夠沿木板勻速滑動(dòng)。掛上鉤碼后，釋放小車，在紙帶上打出一系列小點(diǎn)。已知交流電源的頻率為50 Hz。


（1）圖乙是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)，圖中未標(biāo)出。計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離x1、x2、x3、…、x6依次為：2．34 c m、2．81 cm、3．29 cm、3．76 cm、4．25 cm、4．73 cm。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度v5=       m／s，小車運(yùn)動(dòng)的加速度a=       m/s2；（保留三位有效數(shù)字）
（2）實(shí)驗(yàn)中測出小車的質(zhì)量為M、鉤碼的質(zhì)量為m，計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T。若不計(jì)小車沿木板運(yùn)動(dòng)時(shí)下降的高度，從打下計(jì)數(shù)點(diǎn)l到計(jì)數(shù)點(diǎn)5的過程中，小車和鉤碼組成的系統(tǒng)，減小的重力勢能（用x1、x2、…、m、M、g和r表示）△Ep=        ，增加的動(dòng)能△Ek=           。

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